투과전자현미경을 이용한 최근의 재료 분석기술에 대해 일본 토호쿠대학의 ASMA (Atomic Scale Morphology Analysis) 연구실에서 얻은 실험결과를 중심으로 설명하였다. 현재 토호쿠대학에서 가동 중에 있는 가속전압 1250 kV의 초고압 투과전자현미경은 분해능이 약 0.1nm이며, 이 전자현미경으로부터 얻은 고분해능상은 대형컴퓨터를 이용한 시뮤레이션에 의해 해석 할 수 있음을 나타내었다. 또한, 이러한 뛰어난 고분해능 특성을 가진 초고압 투과전자현미경과 최근 재료 분야의 전자현미경 시료 제작기술의 하나로서 크게 주목받고 있는 초박절편법 (Ultramicrotomy)을 이용한 헤마타이트 미립자의 내부구조 해석 결과를 나타내었다. 새로운 전자현미경 분석기법을 위한 주변장비의 눈에 띄는 발달중의 하나로서 전자현미경상을 디지탈 형태로 기록하고, 이를 효과적인 화상처리 기법으로 해석할 수 있는 Imaging Plate (IP)를 주목할 수 있다. 본 논문에서는 IP의 응용 예로서 IP를 이용하여 기록한 고분해능 전자현미경상과 전자 회절패턴의 정량해석 결과에 대해 나타내었다. 에너지분산 X-선 검출기를 이용한 새로운 분석기법의 예로서 전자 채널링 효과를 이용한 ALCHEMI법을 Ni-Al-Mn계 화합물에 대한 실험결과와 함께 나타내었다. 또한, 전자에너지 손실 분광 분석법을 이용한 최근 분석 결과로서 여러 구리 화합물의 전자구조 차이에 따른 구리의 $L_{23}$ 가장자리 피이크 변화를 나타내었다. 새로운 전자현미경법인 에너지 필터를 사용하여 $Al_{0.5}In_{0.5}As$의 전자회절 패턴의 백그라운드를 제거한 결과를 에너지 필터를 사용하지 않은 $Al_{0.5}In_{0.5}As$의 전자회절 패턴과 비교하여 나타내었다.
Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics D
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v.36D
no.7
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pp.9-16
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1999
We have investigated effects of local damage accumulation for ultra-low energy As and B ion implant using highly efficient molecular dynamics(MD) scheme. We simulated ion implantation by MD simulation using recoil ion approximation (RIA) method and local cell damage accumulation (LCDA) model proposed in the paper. Local damage accumulation probability function consisted of deposited energy in a unit cell, implant dose rate, target material, projectile atom, and recoil event number. The simulated results were good agreement with the experimental and other simulated results. The MDRANGE results without damage accumulation were different from SIMS data in the tail region. We also simulated 2 dimensional dopant and damage profiles using the local damage accumulation model and recoil ion approximation method.
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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v.33
no.1
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pp.1-7
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2020
The wind responses of twin buildings are determined by the characteristics of wind loads and the dynamic characteristics of the structural systems of the buildings. In this study, the characteristics of wind pressure that influence wind responses were identified for two different spacings between the twin buildings using a wind tunnel test and the proper orthogonal decomposition (POD) method. Structural dynamic characteristics were also identified using 3D structural system modeling. The double modal transformation method was utilized to evaluate the characteristics of wind pressure for across-wind and along-wind conditions and the effect of the dynamic characteristics of each structure on the wind responses. The channeling and vortex effects were identified through the POD method. Across-wind loads were significantly affected by the spacings between the twin buildings, whereas along-wind loads were minimally affected. Similarly, while using the double modal transformation method, a significant difference was noticed in case of the cross-participation coefficients in the across-wind direction condition for the different spacings between the buildings; however, the along-wind direction condition showed negligible difference. Therefore, the spacing between the two buildings plays a more important role in across-wind responses compared to along-wind responses.
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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v.31
no.6
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pp.309-314
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2018
The wind load and structural characteristics of a twin building are more complex than those of conventional high-rise buildings. The pressure load due to wind on a twin building was therefore measured via wind tunnel experiments to analyze such characteristics. The wind pressure pattern was then deduced from measured data using proper orthogonal decomposition. Channeling and vortex shedding were observed in the first and second modes, respectively. The along-wind loads on the two buildings featured a positive correlation and the cross-wind loads featured no correlation. Such a correlation affected the wind-induced displacement. The structural member connecting the two buildings had an insignificant effect on the positive correlation, but it notably reduced the wind-induced displacement with a negative correlation.
Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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v.12
no.2
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pp.69-81
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2009
Using a computational fluid dynamics (CFD) model, the effects of building complexes constructed under an urban renewal plan on air flows in an urban area were investigated. For this, the geographic information system (GIS) data were used as the input data of the CFD model and four experiments were numerically simulated for different inflow directions (westerly, southerly, easterly, and northerly cases). Before constructing building complexes under the urban renewal plan, wind speed at the pedestrian level was very low around buildings because of decrease in wind speed by the drag effect of the densely distributed low-rise buildings. As the high-rise buildings were constructed and building density decreased by the urban renewal plan, wind speed at the pedestrian level increased compared to that before the urban renewal plan because the drag effect by the buildings decreases and the channeling effect satisfying the mass continuity partially appeared at the spaces among the high-rise buildings. At the upper levels, wind speed partially increased inside the high-rise buildings due to the channeling effect but it remarkably decreased across a vast extent of the downwind regions due to the generation of the recirculation zone and the drag effect of the high-rise buildings.
The main purpose of this study is to develop a commercial scale of pervaporative process equipped with hollow fiber membrane modules, being able to effectually purify organic solvent at high temperature well over its boiling point under high vapor pressure. Three constituent technologies have been developed; 1) to fabricate braid-reinforced hollow fiber membrane stable in high pressure and high temperature application, 2) to design and fabricate a commercial scale of hollow fiber membrane module, and 3) to design and fabricate a pilot scale of pervaporation equipment system. The developed hollow fiber membrane possesses a membrane performance superior to the membrane of Sulzer (Germany) which is the most-well known for pervaporation process, and the membrane module equips hollow fiber membranes of $4.6m^2$ and the pervaporation system can treat organic liquid at 200 L/h, which is based on the dehydration of 95 wt% isopropyl alcohol (IPA). Since the membrane module is designed to flow in and pass through the inside of individual hollow fiber membrane, not to involve both the formation of feed's dead volume observed in flat-sheet membrane module and the channeling of feed occurring inside hollow fiber bundle which lower membrane performance seriously, it showed excellent separation efficiency. In particular, the module is inexpensive and has less heat loss into its surrounding, in compared with flat-sheet membrane module. In addition, permeant can be removed effectively from the outer surface of hollow fiber membrane because the applied vacuum is conveyed uniformly through space between fibers into respective fiber, even into one in the middle of the hollow fiber bundle in which the space between fibers is uniform in distance. Since the hollow fiber membrane pervaporation system is the first one ever developed in the world, our own unique proprietary technology can be secured, preoccupying technical superiority in export competitive challenges.
Laboratory scale study for an air injection and flowing aspect of groundwater saturated zone was conducted for three sediment grains (AMG 0.34, 1.38, 3.89 mm diameter). Air flow for AMG (Average Modal diameter Grains) 0.34 mm diameter grain size provides indication of pattern of channelized air flow in saturated zone and expansion state in above saturated zone. Maximum area of influence is approximately l5.2%/$\textrm{m}^2$for AMG of 0.34 mm diameter. For AMG of 1.38 mm and 3.89 mm modal diameter grains, air flow are pervasive air flow, forming a symmetrical cone of influence around the injection point. Maximum areas affected are 37%/$\textrm{m}^2$for AMG 1.38 mm diameter and 30%/$\textrm{m}^2$for AMG 3.89 mm diameter. AMG 1.38 mm and 3.89 mm diameter grains show onset of collapse and approach to steady state in above saturated zone, respectively. In this study, optimal sites for in situ air sparging, may be grain diameters between about AMG 1.5-2.5 mm diameter.
In this study, detailed air flow characteristics in an urban areas were analyzed using GIS data and a Computational Fluid Dynamics (CFD) model. For this, a building construction algorithm optimized for Geographic Information System (GIS) data with a vector format (Los Angeles region imagery acquisition consortium 2 geographic information system, LARIAC2 GIS) was used. In the LARIAC2 GIS data, building vertices were expressed as latitude and longitude. Using the model buildings constructed by the algorithm as the surface boundary data in the CFD model, we performed numerical simulations for two building-congested areas in Los Angeles using inflow information provided by California Air Resources Board. Comparing with the inflow, there was a marked difference in wind speed and direction within the target areas, which was mainly caused by the secondarily induced local circulations such as street-canyon vortices, horse-shoe vortices, and recirculation zones. In street canyons parallel to the inflow direction, wind speed increased due to a channeling effect and, in street canyons perpendicular to the inflow direction, vertically well developed vortices were induced. In front of a building, a horse-shoe vortex was developed near the surface and, behind a building, a recirculation zone was developed. Near the surface in the areas where the secondarily induced local circulations, wind speed remarkably increased. Overall, wind direction little (largely) changed at the areas where wind speed largely increased (decreased).
Two pilot-scale biocovers (PBCs) were installed in a landfill, and the methane ($CH_4$) concentrations at their inlets and outlets were monitored for 240 days to evaluate the methane removability. Consequently, the packing materials were sampled from the PBCs, and their potential $CH_4$ oxidizing abilities were evaluated in serum vials. The $CH_4$ concentration at the inlet of the biocovers was observed to be in the range of 23.7-47.9% (average = 41.3%, median = 42.6%). In PBC1, where a mixture of soil, earthworm cast, and compost (7:2:1, v/v) was employed as the packing material, the $CH_4$ removal efficiency was evaluated to be between 60.7-85.5%. In PBC2, which was filled with a mixture of soil, earthworm cast, perlite, and compost (4:2:3:1, v/v), the removal efficiency was evaluated to be between 29.2-78.5%. Although the packing materials had an excellent $CH_4$ oxidizing potential (average oxidation rate for $CH_4=180-199{\mu}g\;CH_4{\cdot}g\;packing\;material^{-1}{\cdot}h^{-1}$), $CH_4$ removal efficiency in PBC1 and PBC2 decreased to the range of 0-30% once the packing materials in the PBCs were clogged and channeled. Furthermore, seasonal effects exhibited no significant differences in the $CH_4$ removal efficiency of the biocovers. The results of this study can be used to design and operate real-scale biocovers in landfills to mitigate $CH_4$ buildup.
Escherichia coli tryptophan synthase (TS) contains ${\alpha}_2{\beta}_2$, which catalyzes the final two steps in Trp biosynthesis. A molecular tunnel exists between the two active sites of ${\alpha}$ and ${\beta}$ subunits in TS. Via intersubunit communication, TS increases catalytic efficiency, including substrate channeling. The ${\beta}$ subunit of TS is composed of two domains, one of which, the COMM (communication) domain, plays an important role in intersubunit communication. The ${\alpha}$ subunit has a TIM barrel structure. This protein has functional regions at the C terminal of ${\beta}$ pleated sheets and in its loop regions. Three regions of the ${\alpha}$ subunit (${\alpha}L6$ [${\alpha}-loop$ L6], ${\alpha}L2$, and ${\alpha}L3$) are implicated in intersubunit communication. In the present study, conformational changes in ${\alpha}L6$ were monitored by measuring the sensitivity of mutant proteins in these regions to trypsin. The addition of a ${\alpha}$ subunit-specific ligand, D,L-${\alpha}$-glycerophosphate (GP), partially restored the sensitivity of mutant proteins to trypsin. In contrast, the addition of the ${\beta}$ subunit-specific ligand L-serine (Ser) resulted in varied sensitivity to trypsin, with an increase in PT53 (substitution of Pro with Thr at residue 53) and DG56, decrease in NS104 and wild type, and no change in GD51 and PH53. This finding may be related to several reaction intermediates formed under this condition. The addition of both GP and Ser led to a highly stable state of the complex. The present results are consistent with the current model. The method used herein may be useful for screening residues involved in intersubunit communication.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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